Ekofysiologi vad studier och tillämpningar på djur och grönsaker

De Ekofysiologi Det är grenen av ekologi som studerar organismernas funktionella svar i deras anpassning till miljöförändringar. Varje levande varelse måste anpassa sig till sin miljö för att överleva och denna anpassning är både strukturell och funktionell.

Denna disciplin är också känd som fysiologisk ekologi eller miljöfysiologi och genererar både grundläggande och tillämpad kunskap. Således är det möjligt att känna till förhållandet mellan fysiologin för en organisme och miljöförändringar.

Ekofysiologiska experiment. Källa: Rasbak [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

På samma sätt tillhandahåller ekofysiologi information inom växt- och djurproduktion för att generera mat. Till exempel har studier av ekofisiologi av växter toleranta mot extrema miljöförhållanden varit användbara vid genetisk förbättring.

På samma sätt tillåter ekofysiologiska studier att fastställa vad som är de mest lämpliga miljöförhållandena för att uppnå större djurproduktivitet. Således kan variationer i miljöfaktorer upprättas för att ge komfort för djur i produktionsenheter.

[TOC]

Vilka studerar ekofysiologi?

Ekofysiologi är en disciplin där fysiologi och ekologi konvergerar. Fysiologi Vetenskapen som studerar levande varelser och ekologins funktioner behandlar förhållanden mellan levande varelser och deras miljö.

I detta avseende studerar ekofysiologi det dynamiska förhållandet mellan den föränderliga miljön och anpassningarna av växt- eller djurmetabolism innan dessa förändras.

- Ekologisk experiment

För att uppnå sitt mål gäller ekofysiologi både beskrivande forskning och den experimentella metoden. För detta, identifiera de fysikaliska kemiska faktorerna som verkar på miljön och bestämmer dess effekt på kroppen.

Dessa faktorer kan vara resurser som används av kroppen för överlevnad eller tillstånd som påverkar dess drift. Därefter fastställs den fysiologiska svaret från den levande organismen före variationerna av nämnda faktor.

Metaboliska system involverade

Det är nödvändigt att identifiera de organiska och funktionella systemen som är involverade i organismenens adaptiva svar på förändringen av en viss faktor. Till exempel, när det finns temperaturförändringar är det ett svar från individens termoreguleringssystem.

Experimentell design

Ekofysiologi reser till utformningen av experiment för att fastställa organismenens fysiologiska svar på en faktor. Ett exempel på detta kan vara föremål för individer från en växtart till olika saltkoncentrationer i underlaget.

- Typer av miljöförändringar

När faktorerna för att studera är det nödvändigt att identifiera de förändringar som inträffar i miljön och deras temporära karaktär och definiera tre typer:

Cykliska förändringar

Dessa förändringar återkommer regelbundet, till exempel växling av klimat- eller dag- och nattstationer. Innan dessa har det levande varelsen också utvecklat cyklisk funktion efter rytmen för miljöförändringar.

Dag- och nattcykel. Källa: Caliver [CC0]

Till exempel fallet av bladen under den torra säsongen för att minska svettningen före vattenunderskottet. När det gäller djur finns det också anpassningar till dessa cykliska förändringar; Till exempel förändring av fjäderdräkt av vissa fåglar.

Det kan tjäna dig: flora och fauna från Hidalgo

Nival Perdiz (Lagopus muta) av tundra har säsongens homokromi och presenterar vintervit fjäderdräkt medan den på våren ändras till mörka och brokiga toner. Således är hans kamouflage anpassad till den enhetliga snövit och sedan till de mörka tonerna i miljön under resten av året.

En annan djuranpassning till cykliska förändringar är viloläge av björnar och andra arter under vintertiderna. Detta innebär förändringar i den metaboliska rytmen som inkluderar reducerande kroppsfunktioner, såsom temperatur och hjärtfrekvens.

Slumpmässiga förändringar

Dessa typer av förändringar inträffar slumpmässigt, utan etablerad regelbundenhet. Till exempel jordskredet i en bergig lutning, ett oljeutsläpp eller ankomsten av ett nytt rovdjur eller patogen.

Dessa typer av förändringar representerar en större risk för arter, eftersom de förekommer drastiskt i dessa fall beror svaret från organismer på plasticitet i befintliga funktioner.

Riktningsändringar

De är förändringar i miljön som orsakas avsiktligt av människan med vissa syften. Ett fall av detta är avskogningen av en skog för att upprätta en betesmark eller ingripande av en våtmark för att odla ris.

- Generalpostulat

Från ackumulering av experimentella och observativa bevis inom det naturliga området försöker ekofysiologi att definiera allmänna postulater. Detta är allmänna principer som framgår av regelbundenheten i vissa fysiologiska svar på miljöförändringar.

Liebig minimi

Sprengel (1828) postulerade att den avgörande faktorn i tillväxten av en organisme är den mest knappa i miljön. Därefter populariserades denna princip av Liebig (1840) och är känd som lagen om minsta eller lag i Liebig.

Bartholomew (1958) använde denna princip på distributionen av arter, och påpekade den bestäms av den mest begränsande miljöfaktorn.

Shelfords toleranslag

1913 uttalade Víctor Shelford att en viss art finns i en amplitud av variation definierad för varje miljöfaktor och dess interaktioner. Det är vad som kallas toleransgränser, utanför vilka arten inte överlever.

Shelford Tolerance Law. Källa: http: // ekologin Environmentalal.Wikispaces.com/ [cc by-sa 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

Denna princip definierar att i variationen i en viss miljöfaktor finns det tre möjliga tillstånd för kroppen. Dessa tillstånd är optimala, fysiologiska stress och intolerans.

I detta avseende, i den optimala remsan av faktorn, kommer populationerna av arten att vara riklig. När man flyttar bort från den optimala, matas ett område med stress där populationer minskar och utanför toleransgränsen försvinner arterna.

- Digital teknik och ekofysiologi

Liksom inom vetenskapen har ekofysiologiska studier förbättrats av utvecklingen av ny teknik. På grund av dess experimentella natur har denna speciella disciplin gynnats av utvecklingen av digital teknik.

Kan tjäna dig: Flora och Fauna of Campeche: Representativa arter

Numera finns det mångfald av bärbara elektroniska apparater som tillåter mätning av miljöfaktorer i fältet. Bland dessa är solstrålningsmätare, temperatur, relativ luftfuktighet, bladområde, bland andra.

Exempel på applikationer hos djur

- Temperatureffekt på avelsdjur

Ett mycket relevant område är den ekofysiologi som tillämpas på djurproduktion som försöker förstå responsen från avelsdjur på variationen i miljöfaktorer. En av dessa faktorer är temperaturen med hänsyn till den nuvarande trenden för att öka den globala medeltemperaturen.

Homeotermi

Uppfödande djur är mestadels homeothermer, det vill säga de upprätthåller sin stabila inre temperatur trots miljövariationer. Detta uppnås tack vare kemiska energiinvesteringar för att kompensera för ökningarna eller minskningarna i den yttre temperaturen.

Denna externa temperaturkompensationsprocess uppnås genom termoregulering, som involverar hypotalamus, andningsorgan och hud.

Läckande kycklingar

Det har fastställts att tiden på dagen den matar på en putt kyckling är viktigt för produktiviteten. I detta fall har det att göra med förmågan att assimilera mat baserat på termisk stress.

Läckande kycklingar. Källa: Pely (Allan H.M.) [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Om mat levereras under de hetaste timmarna på dagen, assimilerar kycklingen mindre och dess produktion minskar. Följaktligen innebär ökningen av omgivningstemperaturen en minskning av produktiviteten hos korralkycklingar.

Nötkreatur

Ökningen i temperaturen tvingar djur att aktivera fysiologiska mekanismer för termoregulering. Detta innebär en energiinvestering som stulits från viktökning eller mjölkproduktion.

Å andra sidan, genom att öka temperaturen varierar djuren sina matprioriteringar. I dessa fall ökar och minskar vattenintaget konsumtionen av torrsubstans, med den därmed viktminskningen.

- Föroreningar och grodor

Ekofysiologiska studier tillåter fysiologi för djurarter att förhålla sig till deras miljö och fastställa de möjliga negativa effekterna av föroreningar. Ett exempel på detta är det nuvarande tillståndet för hot som grodor och paddor utsätts för.

Groda (Atelopus zeteki) föroreningar. Källa: Brian Gratwicke [CC av 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/2.0)]

Ungefär hälften av 6.500 kända arter av amfibier hotas med utrotning. Dessa djur är mycket känsliga för förändringar i temperatur, luftfuktighet eller miljöföroreningar.

Andning och cirkulation av amfibierna

Fysiologin för andning av amfibierna är mycket märklig, eftersom de andas både vid lungor och genom huden. När de är ur vattnet använder de lungorna och i vattnet andas de genom sin hud som är permeabel för O2, CO2 och vatten.

Det kan tjäna dig: skogsmatskedjan

Påverkan

Andningsformen gör dessa djur mottagliga för absorptionen av förorenande element i både luft och vatten. Å andra sidan, med tanke på den låga koncentrationen av syre i vattnet, försvagas de eftersom de inte absorberar det ordentligt.

Under dessa förhållanden kan de dö eller försvaga och vara mottagliga för attacken av svampar och patogena bakterier. Ett av de största hoten är den patogena svampen Batrachochytrium dendrobatidis, som hämmar flödet av elektrolyter i huden.

Exempel på applikationer i växter

- Ekofisiologi av växter av torra zoner

Global uppvärmning kommer att resultera i vissa områden för att producera vissa grödor på grund av toleranslagen. Det vill säga faktorer som vattentillgänglighet kommer att vara utanför artens toleransområde.

Xerofyter. Källa: Tomas Castelazo [CC BY-SA 2.5 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.5)]]

Arid zonarter har emellertid utvecklat strategier för att anpassa sig till vattenunderskott. I detta avseende ger forskning i ekofysiologi hos växter i torra områden möjliga sätt för växtgenetisk förbättring.

Osmoliter

En av dessa strategier är modifieringen av genetiskt uttryck för att producera proteiner som hjälper till att tolerera vattenunderskottet. Bland dessa proteiner finns osmoliterna som bidrar till att cellerna bibehåller sin turgiditet även med lite vatten.

Kunskapen om dessa proteiner och deras ämnesomsättning kan användas av genteknik för att förbättra grödorna.

- Halofila växter Ekofisiologi

Ett av de problem som jordbruket står inför är jordens salthalt på grund av koncentrationen av salter som tillför bevattningsvatten. I den utsträckning som fler jordar saltas är förlängningen av jordbruksmark som är tillgänglig för livsmedelsproduktion lägre.

Halofilväxter

Det finns emellertid arter av anpassade växter att överleva under förhållanden med hög koncentration av salter i jorden. Dessa är de så kallade halofytväxterna (Halos= salt; Fyto= växt).

Dessa arter har utvecklat en serie morfologiska och fysiologiska anpassningar som mekanismer för att undvika saltabsorption, immobilisera eller utsöndra den.

Halofytväxter som mat

Kunskapen om ekofysiologin hos dessa växter fungerar som grund för att utveckla jordbrukssystem och använda dem som matkällor. På detta sätt kan halofytarter som odlas i saliniserade jordbruksjordar användas som mat för nötkreatur

Referenser

1. Ariasa, r.TILL., Maderb, T.L., Och Escobara, s.C. (2008). Klimatfaktorer som påverkar den produktiva prestandan hos kött och mjölk boskap. Båge. Med. Veterinär.
2. Blaustein, a.R., Väckning, D.B. Och Sousa, W.P. (1994). Amfibian minskar: Bedömning av stabilitet, persiskens och känslighet för populationer till lokala och globala extintis. Biologisk bevarande.
3. Calow, s. (Ed.) (1998). Encyclopedia of Ecology and Environmental Management.
4. Hawkesford, m.J. och av Kok, L.J. (2007). Plant Ecophysiology (Vol. 6). Svavel i växter. Ett ekologiskt perspektiv.
5. Lüttge, u. och Scarano, f.R. (2004). Ekofysiologi. Brasilien. Bot.
6. Pereyra-Cardozo, M. Och Quiriban, till. (2014). Proteiner i vattentolerans i växter. Semiárida, Journal of the Fakulteten för Agronomy Unlpam.
7. Purves, w. K., Sadava, D., Orians, g. H. och Heller, h. C. (2001). Liv. Biologiens vetenskap.
8. Raven, s., Evert, r. F. och Eichhorn, s. OCH. (1999). Växternas biologi.